奥利康锥齿轮的参数化设计-论文.doc

奥利康锥齿轮的参数化设计-论文VisualLISP环境下奥利康锥齿轮参数化设计系统的研究姚慧曹岩陈江波(西安工业大学机电工程学院西安710032)摘要:关键词:奥利康锥齿轮;参数化设计;[1][2]摆线齿锥齿轮分为“奥”制和“克”制两种,奥利康锥齿轮采用等高齿,齿线是长幅外摆线,加工时机床调整方便,计算简单,且承载能力高,运转平稳,对安装误差和变形不敏感;轴向力大,且随转相变化,广泛用于汽车制造业,如小汽车、小货车及其制造业,因此奥利康锥齿轮传动设计是经常会遇到的工作,如果仅依靠传统设计方式,不仅工作繁琐、效率低而且出错率比较高,因此研究并开发一种符合工程设计****惯的计算机辅助设计系统非常必要。目前,国内外关于外齿轮类零件参数化CAD设计研究主要集中在参数化绘图方面,并[8][9]且也多集中在直齿轮和斜齿圆柱、圆锥齿轮方面,对于弧齿、摆线齿锥齿轮的研究也大[10][11][12]多集中在齿形功能和制造方面,对于其参数设计研究较少,对奥利康锥齿轮的智能[13]参数化设计几乎是空白。本文针对奥利康锥齿轮的设计流程,在VisualLISP开发环境下采用模块化设计,开发了设计流程控制模块、算法模块、几何参数信息模块和参数化绘图模块,并通过与快捷、友好的用户界面链接,实现从传动设计与校核,输出几何参数报表到绘制齿轮结构图的设计过程,从而大大缩短设计周期、提高设计效率。、胶合、磨损、塑性和断齿变形等,由于锥齿轮大小端面参数不同和轴相交的特点,也会出现小端压溃、干涉、大端断轴、小端轮缘裂开等特殊情况。通常对于闭式锥齿轮传动,先进行齿面接触强度设计再进行齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度的校核,对于不重要的传动情况可省略强度校核;对于开式锥齿轮传动,往往只按弯曲强度进行初步设计,必要时进行齿根弯曲强度校核。考虑上述两种情况,本文中奥利康锥齿轮传动设计过程及其CAD系统实现方式如图1所示。为了同时满足开式和闭式两种传动情况,本文系统中初步设计部分包括齿面接触强度设计和齿根弯曲强度设计两种方法选择,并分别进行抽象提取形成特定的算法,采用VisualLISP程序开发实现。另外,初步设计和强度校核过程都分别涉及大量图、表类型的参数,对于这些参数进行数字化处理,形成特定的参数库,且此参数库具有可扩充性。对于设计结果、校核结果和锥齿轮的几何参数则由专门的设计数据库来管理,并最终形成报表输出。参数化绘图部分根据设计数据库中提供的锥齿轮几何参数信息,利用VisualLISP程序能够调用绘图命令的特点,采用基于尺寸驱动的参数化方法实现绘图过程,它是一个相对独立的设计模块可独立使用。整个设计流程由VisualLISP程序开发的设计流程控制程序来实现设计进度的控制和设计信息的反馈。1交互式输入确定设计初始条件图、表的数字化(功率、传动比等)设计数据的数据库管理设计过程的抽象初步设计计算输入参数的确定确定基本几何参数输出参数的确定齿面接触强度校核的抽象提取齿面接触强度校核强度校核参数齿轮校核结果设计流程N控制合格,齿根弯曲强度校核Y的抽象提取齿根弯曲强度校核强度校核参数校核结果N合格,,本系统采用模块化设计方法,研究并开发了用户管理界面模块、算法模块、参数信息模块和参数化绘图模块,各个模块之间既独立又相互联系,如图2所示。用户管理界面模块设计算法模块强度校核算法模块算法模块VisualLISP驱动程序(设计流程设计参数信息模块控制程序),用户管理界面是由若干窗体组成,它是连接设计与校核、参数信息、参数化绘图的桥梁。当系统接到设计任务后,用户界面将提示用户确定设计初始条件,在设计参数库中检索关键参数,并将处理后的参数赋予对应的设计变量,调用相关设计算法和校核算法程序完成奥利康锥齿轮的设计并输出设计结果即设计数据信息,设计数据信息中的几何参数信息形成与锥齿轮参数化绘图相联系的外部参数报表,提示用户进行参数化绘图并调用参数化绘图程序,根据几何参数报表中的参数信息进行尺寸驱动完成绘图过程,生成所设计的奥利康锥齿轮结构图。本文采用DCL对话框来开发用户管理界面。,如图2所示,根据《机械设计手册》和用户设计任务的初始条件,设计算法模块与用户可实现实时交互,引导用户